[发明专利]地球光照计算器

说明书

本发明为一种地球光照计算器，特别是涉及地球上不同纬度地区太阳高度角、日出、日落、昼夜光照长短、一年四季廿四节气不同日期太阳直射地球纬度位置的地球光照计算器。

本发明的目的在于为我国教学、航空、航海、气象、科学考察等事业设计一种计算地球上不同纬度地区太阳高度角、日出、日落、昼夜光照长短、一年廿四节气不同日期太阳直射地球纬度位置、南北半球极昼、极夜范围的地球光照计算器。

本发明的解决方案是根据地球自转、公转原理，由保护盘、活动旋转光照测算盘，地球仪盘及连接盘构成地球光照计算器。

本发明可以从下面实施例附图中得到详细说明：

图1地球光照计算器结构总图;

图2地球光照计算器保护盘结构图;

图3活动旋转测算盘结构图;

图4地球仪盘结构图;

图5连接盘结构图;

图1中描述的地球光照计算器由保护盘1、活动旋转测算盘4、地球仪盘11及连接盘18构成。

图2中描述的圆型保护盘1由有机玻璃或胶木板或轻质金属材料加工而成。保护盘1中间可装有无色透明胶片或透明塑料片保护膜2。

图3中描述的活动旋转测算盘4由无色透明脱片或透明塑料或有机透明玻璃加工，测算盘中刻有太阳直射点指示线5（高度角90度），晨昏线6，相应日期指示线7和太阳直射地球南北纬度地区的太阳高度角数8（0至90度），旋转柄9便于测算时往复移动。

图4中描述的地球仪盘11由无色透明胶片或透明塑料或有机玻璃加工，仪盘中刻有传统历法一年廿四节气的相应日期数12，地球南北纬度数13，地球各经、纬线半白昼时间数14，赤道线15，经线与晨昏线相交点所在纬线上的白昼长短时间数16和相应经线地方时刻数17。

图5中描述的连接盘18采用有机玻璃或胶木板或轻质金属材料加工而成。连接盘18开有一个缺口，是活动旋转测算盘4手柄的活动位置。

装配时，地球仪盘11和活动旋转测算盘4通过铆钉10连接，并能相对转动。将地球仪盘11和活动旋转测算盘4安放在保护盘1上，再装上连接盘18、最后用螺钉3固定。安装好后，活动旋转盘4能在连接盘18上的缺口范围内转动。

计算原理和使用方法是：

1、太阳高度角的测算、正午太阳高度就是太阳对于当地正午时、该地的地平面的角距离，由于地球是个球体，正午太阳高度角是从赤道的位置向南北两方逐渐递减的、而且从赤道所在纬度起，向南北两方每相隔1度，正午太阳高度角就减少1度。当太阳直射赤道时，各地正午太阳高度角与所在地纬度之和为90度。其余各日的太阳高度角则按H＝90°-ψ+推算。例如计算太阳直射北纬10度时。各地正午太阳高度角，则推动旋转柄9，使太阳直射点指示线5对准地球南北纬度数13上面北纬10度，此时，北纬10度指示线与南、北太阳高度角8上面对齐的数据，便是北纬10度线上的正午太阳高度角，从计算器上看出，此时北纬60度和北极点的太阳高度角为40度和10度，南纬30度和80度的正午太阳高度角分别为50度和0度。

2、不同节气（日期）太阳直射纬度位置的测算，根据传统历法廿四节气交气时刻是黄道上24个等分点，各气弧段相等。各为15度，每气时，一般平均为15.2184日，取近似值15日（其中立夏到小满、小满至芒种、夏至到小署、小署至大署、大署至立秋，处署至白露等六个节段为16日，其余各节段为15日），即太阳黄经平均每天推进一度。太阳赤纬的计算方法是Sin（赤纬）＝Sin23°26′·Sinλ（黄经）＝0.3977Sinλ，运用此公式推算24个节气太阳赤纬的数据，当要测算某节气太阳直射的纬度时、推动旋转柄9，使相应日期指示线7对准廿四节气相应日期12中所测算的某节气日期，太阳直射点指示线5所指的地球南、北纬度数13中的数据，便是该节日太阳直射的纬度数、例如清明节（4月5日或4日），太阳直射北纬5°54′，立冬节（11月7日或8日），太阳直射南纬16°20′。